(57)【要約】【目的】インライン型の真空パネル製造装置の熱容量を小さくして基板の急速な加熱・昇温を可能とし、量産時に効率的な処理を行えるようにする。【構成】真空パネル製造装置１０は、ロードロック１５を介して直列に接続された焼成室１１と真空焼成室１２と封止室１３と冷却室１４を有する。基板を載置したカーボントレイ２０は、ガイド手段５０に案内されてラックピニオンの駆動機構３３で各室間を搬送されて各工程の処理を受ける。焼成室１１のカーボントレイ１７により急速な加熱が可能である。カーボン製であるヒータとトレイの熱容量が小さく、特に加熱初期における基板の昇温を速めることができ、処理時間が従来よりも短くて済む。【選択図】図３
2006017347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔をおいて配置した２つのパネル構成部材が連続して通過可能となるように設けられた複数の処理室と、前記複数の処理室の少なくとも一部に設けられた排気手段と、前記複数の処理室の少なくとも一部に設けられた加熱手段と、前記複数の処理室内で前記パネル構成部材を搬送する搬送手段とを備え、前記２つのパネル構成部材を封着してなる気密パネルを製造する気密パネル製造装置において、
前記加熱手段の少なくとも一部をカーボンヒータとしたことを特徴とする気密パネル製造装置。
【請求項２】
所定間隔をおいて配置した２つのパネル構成部材を載置するトレイと、前記トレイが連続して通過可能となるように設けられた複数の処理室と、前記複数の処理室の少なくとも一部に設けられた排気手段と、前記複数の処理室の少なくとも一部に設けられた加熱手段と、前記複数の処理室内で前記トレイを搬送する搬送手段とを備え、前記２つのパネル構成部材を封着してなる気密パネルを製造する気密パネル製造装置において、
前記トレイをカーボントレイとしたことを特徴とする気密パネル製造装置。
【請求項３】
所定間隔をおいて配置した２つのパネル構成部材を載置するトレイと、前記トレイが連続して通過可能となるように設けられた複数の処理室と、前記複数の処理室の少なくとも一部に設けられた排気手段と、前記複数の処理室の少なくとも一部に設けられた加熱手段と、前記複数の処理室内で前記トレイを搬送する搬送手段とを備え、前記２つのパネル構成部材を封着してなる気密パネルを製造する気密パネル製造装置において、
前記搬送手段が、前記トレイに設けたラックと、前記処理室内に設けられて前記ラックに係合するピニオンと、前記処理室外に設けられて前記ピニオンを駆動する機構とを有することを特徴とする気密パネル製造装置。
【請求項４】
所定間隔をおいて配置した２つのパネル構成部材を載置するトレイと、前記トレイが連続して通過可能となるように設けられた複数の処理室と、前記複数の処理室の少なくとも一部に設けられた排気手段と、前記複数の処理室の少なくとも一部に設けられた加熱手段と、前記複数の処理室内で前記トレイを搬送する搬送手段とを備え、前記２つのパネル構成部材を封着してなる気密パネルを製造する気密パネル製造装置において、
前記加熱手段の少なくとも一部をカーボンヒータとし、前記トレイをカーボントレイとしたことを特徴とする気密パネル製造装置。
【請求項５】
前記カーボンヒータが、前記搬送手段で搬送される前記カーボントレイの搬送経路の上下に対で配置されたことを特徴とする請求項４記載の気密パネル製造装置。
【請求項６】
前記カーボントレイは、前記パネル構成部材としての２枚の基板と該２枚の基板のいずれかに設けられたスペーサ部材とを収納する凹部が上面に開口して形成された基体と、前記凹部の縁部に設けられて前記基板の縁部を支持する位置調整可能な固定支点と、前記固定支点とは反対側の前記凹部の縁部に設けられて前記基板の反対側の縁部を押圧する移動可能な押圧支点とを備えていることを特徴とする請求項４記載の気密パネル製造装置。
【請求項７】
前記トレイの搬送方向について、前記カーボントレイよりも前記カーボンヒータの方が長いことを特徴とする請求項４記載の気密パネル製造装置。
【請求項８】
前記搬送手段が、前記処理室内に設けられて前記カーボントレイの下面に当接して前記カーボントレイを移動可能に支持する支持ローラと、前記カーボントレイに設けられたラックと、前記処理室内に設けられて前記ラックに係合するピニオンと、前記処理室外に設けられて前記ピニオンを駆動する機構とを有することを特徴とする請求項４乃至７記載の気密パネル製造装置。
【請求項９】
前記カーボントレイの搬送方向について前記カーボントレイよりも前記ラックの方が長く、前記カーボントレイの搬送方向に関する前記カーボントレイの両端から前記ラックの両端が突出するように前記ラックが前記カーボントレイに取り付けられており、
前記ピニオンは、前記カーボントレイが前記処理室から隣接する前記処理室に移動する際に常に前記両処理室において前記ラックに係合するような配置で設置されていることを特徴とする請求項８記載の気密パネル製造装置。
【請求項１０】
前記ピニオンは、付勢手段によって前記ラックに係合することを特徴とする請求項８記載の気密パネル製造装置。
【請求項１１】
前記カーボントレイを搬送方向に案内するガイド手段が設けられていることを特徴とする請求項８記載の気密パネル製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２枚の基板を所定間隔をおいて外周部で封着し、内部を高真空状態又は希ガス雰囲気とした気密パネルの製造装置に関するものである。
本製造装置が対象とする気密パネルとしては、まず一方の基板の内面側に電界放出素子等の電子放出部が形成され、他方の基板の内面側には電子の射突を受けて発光する蛍光表示部が設けられてなる蛍光発光装置が挙げられる。この他、一方の基板の内面側に光電変換膜が形成され、他方の基板の内面側には該光電変換膜を電子ビームで走査する電界放出素子等の電子放出部が形成され、光電変換膜に入射した画像光を電気信号として読み出すパネル状の撮像装置等が挙げられる。この他、少なくとも一方の基板の内面側に電極、蛍光体層を形成した上で希ガスを導入し、放電現象を利用して該蛍光体層を発光させるプラズマディスプレイパネルや、少なくとも一方の基板の内面側に電極を形成した上で不活性ガス等の特定ガスを封入したパネルセンサ等が挙げられる。さらに、本発明が製造対象とする気密パネルは、上述したような２枚の基板によるパネル状の気密容器構造を有する素子であれば、その真空状態又は希ガス雰囲気に保持された内部に設けられる素子の原理や機能は問わないものとする。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、画像表示装置としての気密パネルを製造する製造装置が開示されている。この製造装置は、前処理室、べーク室、封着処理室等の複数の処理室が直列に配置されてなる装置であり、各処理室の間は気密性のある開閉自在のロードロックを介して接続されるとともに、各処理室には当該処理室で行われる工程に応じて必要な排気手段と加熱手段が設けられており、気密パネルを構成する基板が装置に投入された後は一貫して装置内のみを移動しながら製造工程が進められるように構成されたインライン型の装置として構成されている。
【０００３】
上述したような従来のインライン型の気密パネル製造装置においては、装置内で基板を搬送するために基板を載置するトレイが用いられる場合が多く、そのトレイはステンレス等の金属製である場合が多かった。また、基板を加熱する前記加熱手段も従来は金属製のヒータを用いる場合が多かった。さらに、基板を載せた該トレイを搬送する前記搬送手段としては、前記処理室内に設けられたローラに前記トレイを載せ、該ローラを直接駆動して該トレイを搬送する構成である場合が多かった。
【特許文献１】特開２００３−５９３９９の公開特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような金属製のトレイ及び加熱手段や、ローラを駆動するタイプの搬送手段を有する従来のインライン型の気密パネル製造装置には、次のような問題点があった。
すなわち、金属製のトレイやヒータは熱容量が大きいため、前記製造装置に投入した直後にトレイ及び該トレイに載せられた基板の温度を急速に上げることができず、投入してから基板の焼成工程に移行するまでの昇温に長時間を要していた。このため、装置全体としての処理時間が長くなり、量産時に効率的な処理を行うことができない。また、トレイが金属製であると、熱による歪が大きく、これに載置するガラス製等の基板を安定して保持することが困難な場合がある。
【０００５】
また、ローラの上に基板を置き、該ローラを駆動手段で回転させて基板を移動させる構造をとると、基板の搬送を確実にするためにローラが基板の下面に数カ所で接触するように相当数のローラを設ける必要があり、またこれら多数のローラを駆動する手段は装置外部に設けて気密状態にある各処理室内のローラと接続しなければならないので接続機構・構造が複雑とならざるを得ない。また、多数のローラを処理室内に設ければ加熱手段による炉ともなる処理室の熱容量が増加する問題もある。さらに、処理室内に可動部分が多数存在することとなるために当該可動部分からの発塵量が増加し、製品である気密パネルに異物不良が生じやすくなる原因ともなる。これらの問題は、一旦パネル内を真空に排気した後、キセノン等の希ガスを充填して封止するプラズマディスプレイ等でも同様である。
【０００６】
本発明は、上述した課題を克服するためになされたものであり、インライン型の気密パネル製造装置においてトレイやヒータの熱容量を小さくして基板の急速な加熱・昇温・冷却を可能とし、量産時に効率的な処理を行うことができるようにするとともに、ガラス製等の基板などのパネル構成材料を安定して搬送することができ、可動部分が少なく熱容量が小さい簡単な構造のトレイ搬送手段により気密パネルの異物不良が生じにくくすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載された気密パネル製造装置は、所定間隔をおいて配置した２つのパネル構成部材が連続して通過可能となるように設けられた複数の処理室と、前記複数の処理室の少なくとも一部に設けられた排気手段と、前記複数の処理室の少なくとも一部に設けられた加熱手段と、前記複数の処理室内で前記パネル構成部材を搬送する搬送手段とを備え、前記２つのパネル構成部材を封着してなる気密パネルを製造する気密パネル製造装置において、
前記加熱手段の少なくとも一部をカーボンヒータとしたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載された気密パネル製造装置は、所定間隔をおいて配置した２つのパネル構成部材を載置するトレイと、前記トレイが連続して通過可能となるように設けられた複数の処理室と、前記複数の処理室の少なくとも一部に設けられた排気手段と、前記複数の処理室の少なくとも一部に設けられた加熱手段と、前記複数の処理室内で前記トレイを搬送する搬送手段とを備え、前記２つのパネル構成部材を封着してなる気密パネルを製造する気密パネル製造装置において、
前記トレイをカーボントレイとしたことを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載された気密パネル製造装置は、所定間隔をおいて配置した２つのパネル構成部材を載置するトレイと、前記トレイが連続して通過可能となるように設けられた複数の処理室と、前記複数の処理室の少なくとも一部に設けられた排気手段と、前記複数の処理室の少なくとも一部に設けられた加熱手段と、前記複数の処理室内で前記トレイを搬送する搬送手段とを備え、前記２つのパネル構成部材を封着してなる気密パネルを製造する気密パネル製造装置において、
前記搬送手段が、前記トレイに設けたラックと、前記処理室内に設けられて前記ラックに係合するピニオンと、前記処理室外に設けられて前記ピニオンを駆動する手段とを有することを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載された気密パネル製造装置は、所定間隔をおいて配置した２つのパネル構成部材を載置するトレイと、前記トレイが連続して通過可能となるように設けられた複数の処理室と、前記複数の処理室の少なくとも一部に設けられた排気手段と、前記複数の処理室の少なくとも一部に設けられた加熱手段と、前記複数の処理室内で前記トレイを搬送する搬送手段とを備え、前記２つのパネル構成部材を封着してなる気密パネルを製造する気密パネル製造装置において、
前記加熱手段の少なくとも一部をカーボンヒータとし、前記トレイをカーボントレイとしたことを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載された気密パネル製造装置は、請求項４記載の気密パネル製造装置において、前記カーボンヒータが、前記搬送手段で搬送される前記カーボントレイの搬送経路の上下に対で配置されたことを特徴としている。
【００１２】
請求項６に記載された気密パネル製造装置は、請求項４記載の気密パネル製造装置において、前記カーボントレイは、前記パネル構成部材としての２枚の基板と該２枚の基板のいずれかに設けられたスペーサ部材とを収納する凹部が上面に開口して形成された基体と、前記凹部の縁部に設けられて前記基板の縁部を支持する位置調整可能な固定支点と、前記固定支点とは反対側の前記凹部の縁部に設けられて前記基板の反対側の縁部を押圧する移動可能な押圧支点とを備えていることを特徴としている。
【００１３】
請求項７に記載された気密パネル製造装置は、請求項４記載の気密パネル製造装置において、前記トレイの搬送方向について、前記カーボントレイよりも前記カーボンヒータの方が長いことを特徴としている。
【００１４】
請求項８に記載された気密パネル製造装置は、請求項４乃至７記載の気密パネル製造装置において、前記搬送手段が、前記処理室内に設けられて前記カーボントレイの下面に当接して前記カーボントレイを移動可能に支持する支持ローラと、前記カーボントレイに設けられたラックと、前記処理室内に設けられて前記ラックに係合するピニオンと、前記処理室外に設けられて前記ピニオンを駆動する機構とを有することを特徴としている。
【００１５】
請求項９に記載された気密パネル製造装置は、請求項８記載の気密パネル製造装置において、前記カーボントレイの搬送方向について前記カーボントレイよりも前記ラックの方が長く、前記カーボントレイの搬送方向に関する前記カーボントレイの両端から前記ラックの両端が突出するように前記ラックが前記カーボントレイに取り付けられており、
前記ピニオンは、前記カーボントレイが前記処理室から隣接する前記処理室に移動する際に常に前記両処理室において前記ラックに係合するような配置で設置されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項１０に記載された気密パネル製造装置は、請求項８記載の気密パネル製造装置において、前記ピニオンが、付勢手段によって前記ラックに係合することを特徴としている。
【００１７】
請求項１１に記載された気密パネル製造装置は、請求項８記載の気密パネル製造装置において、前記カーボントレイを搬送方向に案内するガイド手段が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るインライン構造の気密パネル製造装置において、処理室内に設ける加熱手段をカーボンヒータとすれば、特に加熱初期における急速な昇温が可能となり、最高加熱温度を十分に高めることができ、ガス放出も少なく、更に冷却時間の短縮も図れるので、装置全体としての処理時間が短くなり、量産時に効率的な処理を行うことができる。
【００１９】
また、前記トレイをカーボントレイとすれば、熱容量が小さいために加熱に対する対応が速く、熱膨張率が小さく、そりや歪が小さく、硬度も大きく、気密パネルの構成部材であるガラス製等の基板を高い精度で安定して保持するのに最適である。
【００２０】
また、前記搬送手段としてラックピニオン機構を採用すれば、駆動ローラ搬送機構に比べて構成部材が少なくて済み、そのため最初の処理室内の熱容量を低減し、同処理室内の昇温、冷却を容易にすることができる。
【００２１】
また、前記カーボンヒータをカーボントレイの搬送経路の上下に対で配置すれば、前記パネル構成部材の加熱をより速く、均一に行うことができる。
【００２２】
また、前記カーボントレイを、前記パネル構成部材等を収納する凹部が上面に開口した基体に、前記凹部の縁部に設けられて前記基板の縁辺を支持する固定支点と、前記固定支点とは反対側に設けた押圧支点とを設けた構成とすれば、前記カーボントレイに対し、前記パネル構成部材としてのガラス製等の基板を高い精度で位置決めして固定することができ、製造される気密パネルの組み立て精度が高くなる。
【００２３】
また、前記トレイの搬送方向について、前記カーボントレイよりも前記カーボンヒータの方を長く設定すれば、カーボンヒータがパネル構成材料をより均一に加熱することができる。
【００２４】
また、前記搬送手段としてラックピニオン機構を採用する場合には、前記カーボントレイの下面に当接して前記カーボントレイを移動可能に支持する支持ローラと、前記カーボントレイに設けられたラックと、前記処理室内に設けられて前記ラックに係合するピニオンと、前記処理室外に設けられて前記ピニオンを駆動する駆動手段とを備えた処理室内の熱容量を無用に増大させない簡単な構造で構成することができる。
【００２５】
また、上記のラックピニオン機構の構成において、前記カーボントレイの搬送方向について前記カーボントレイよりも前記ラックの方を長くし、前記カーボントレイの両端から前記ラックの両端が突出するものとし、前記カーボントレイが前記処理室から隣接する前記処理室に移動する際に常に前記両処理室において前記ラックに係合するように前記ピニオンを配置すれば、インライン構造の気密パネル製造装置において、パネル構成材料を複数の処理室間に開閉自在な気密ロードロック機構があっても、ここに干渉して停滞することなく円滑な搬送を続行することができ、装置全体としての処理時間が短くなり、量産時に効率的な処理を行うことができる。
【００２６】
また、前記ピニオンを付勢手段で前記ラックに係合させる構造とすれば、駆動手段の駆動力が確実にカーボントレイ側に伝達され、インライン型の製造装置における複数処理室間でのパネル構成材料の搬送を確実に行うことができる。
【００２７】
また、前記カーボントレイにガイド手段を設ければ、前記カーボントレイは蛇行することなく所期の搬送経路に沿って確実に搬送され、各処理室内における所定の作業位置に確実かつ速やかに搬送して作業を行わせることができる。
【００２８】
このように、本発明に係る気密パネルの製造装置によれば、加熱手段とトレイの熱容量が小さく、特に加熱初期におけるパネル構成材料の昇温を速めることができ、さらに確実な搬送機構で複数の処理室間を滞りなく円滑に搬送でき、更に冷却時間も短縮されるので、加熱等の処理時間を従来よりも短縮でき、さらに構造の単純化により発塵の可能性を低減できるので、インライン生産において高性能の気密パネルを効率よく量産することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するために特許出願人が出願時点で最良と考える本発明の実施の形態を図１〜図１２を参照して説明する。
図１は、本例の気密パネル製造装置で製造される気密パネルの一例である電界放出表示パネル（冷陰極である電界放出素子を電子源として実装したパネル表示装置）を示す図であり、分図（ａ）は平面図、分図（ｂ）は分図（ａ）のｂ−ｂ切断線における断面図である。図２は本例の気密パネル製造装置の平面図、図３は本例の気密パネル製造装置の正面図、図４は本例の気密パネル製造装置の右側面図、図５は本例の気密パネル製造装置のカーボントレイの平面図、図５は本例の気密パネル製造装置のカーボントレイの平面図、図６は図５のＤ−Ｄ切断線における断面図、図７は本例の気密パネル製造装置におけるカーボントレイの搬送手段の要部を示す断面図、図８は図７における矢視Ｃ図、図９は本例の気密パネル製造装置におけるカーボントレイのガイド手段を示す平面図、図１０は本例の気密パネル製造装置におけるカーボントレイのガイド手段を示す正面図、図１１は本例の気密パネル製造装置におけるカーボントレイのガイド手段を示す右側面図、図１２は、本例の気密パネル製造装置の全体構成を示す模式図及び製造工程における昇温の状態を上記模式図に対応させて示した図である。
以下、各構成部分別にカッコ内に示した図を中心に参照して説明する。
【００３０】
（１）気密パネルの構成（図１）
まず最初に、本例の気密パネル製造装置によって製造する気密パネルについて説明する。
本例の気密パネル１は、冷陰極である電界放出素子(Field Emission Device) を電子源として実装したパネル型表示装置である電界放出表示パネルであり、図示のようにパネル構成部材である２枚の同矩形状のガラス製の基板２，３を平面視において一対の辺と平行な方向にややずらし、基板２，３の厚さ方向に所定間隔をおいて配置し、対面する外周部を封着材４で封着して内部を高真空状態に排気したものである。
【００３１】
一方の基板（陰極基板）３の内面には電界放出素子５が形成され、これに対面する他方の基板（陽極基板）２の内面には陽極導体と蛍光体層からなる発光表示部としての陽極６が形成されている。電解放出素子５の陰極は陰極配線を介して封着材４を気密に導出されてパネル外の陰極基板３上に引き出されている。陽極６の陽極導体は陽極配線を介して封着材４を気密に導出されてパネル外の陽極基板２上に引き出されている。これら電解放出素子５と陽極６による表示の態様は、例えば陽極側の蛍光体をベタ状とするとともに電解放出素子の駆動系をマトリクス状として任意の点で個々に駆動できるようにすれば、所望のグラフィック表示とすることができる。
【００３２】
このように、本例の気密パネル製造装置によって製造する気密パネル１は、パネル内を排気するための排気管や基板に形成した排気孔を封止するための蓋材等の排気構造を持たず、またゲッター室等の構造もなく、２枚の基板２，３と封着材４のみで薄型の真空容器を構成した所謂完全チップレス構造となっている。
このような構造の気密パネル１を製造するためには、前記２枚の基板２，３を所定間隔をおいて配置し、排気手段や加熱手段が設けられた複数の処理室を連続して通過させながら処理することができる所謂インライン式の気密パネル製造装置が用いられるが、特に以下に説明するような構造上の特徴を備えた本例の製造装置が適している。
【００３３】
（２）気密パネル製造装置の全体構成（図２〜図４、図１２）
図２及び図３に示すように、本例の気密パネル製造装置１０は、複数の処理室として焼成室１１と、真空焼成室１２と、封止室１３と、冷却室１４を有している。これら４つの処理室はこの順で互いに連通して配置されており、その連通部分には開閉自在で材料が通過可能な気密構造のロードロック１５がそれぞれ設けられている。
【００３４】
図１２に模式的に示すように、４つの処理室１１〜１４にはそれぞれ排気手段１６が連通されており、このロードロック１５を閉止すれば各処理室内を工程に応じた所望の真空状態（気圧）にすることができる。また、図３及び図４に示すように、焼成室１１には加熱手段としてのカーボンヒータ１７が設けられており、パネル構成材料としての基板２，３を所望の温度に急速に加熱することができる。また詳細は図示しないが、真空焼成室１２と封止室１３には加熱手段としての温度調整手段が設けられており、工程に応じてパネル構成材料としての基板２，３の温度を適宜調整することができる。さらに、図１２に示すように、焼成室１１、封止室１３と冷却室１４にはガス導入手段１８が接続連通されており、工程に応じた所望の種類のガスを各処理室内に所望の量だけ導入して所望の処理雰囲気とすることができる。例えば、封止室を真空排気した後、プラズマディスプレイではキセノン等の希ガスを、パネルセンサでは不活性ガス等の特定ガスを、それぞれ気密パネル内に充填した後に封止することが出来る。
【００３５】
本例で採用した前記カーボンヒータ１７は、熱容量が小さく、パネル構成材料であるガラス製等の基板２，３を最初の処理室である焼成室１１に投入した直後からの昇温を従来の金属製ヒータに比べて短時間で容易に行える。このカーボンヒータ１７はバルクカーボン（カーボン板）への直接通電による抵抗加熱方式であるため精密な温度管理が可能であり（例えば±５℃程度）、被加熱材に間接又は直接加熱を行うことができ、熱膨張係数が小さく歪が生じにくいので急速な昇温降温に耐え、その最高加熱温度も１０００℃以上であり、さらに加熱時にガス放出が少ない等、真空雰囲気内での加熱手段として優れた特長を有している。さらに、加熱領域を自在に変更できるので、加熱対象（すなわち前記基板２，３）の形状・寸法の変更にも容易に対応できる。さらに、本例のカーボンヒータ１７は、後述するトレイの搬送方向について該トレイよりも長いので（一例としてトレイの同方向の長さの２／５だけ長い）、基板２，３を均一に加熱することができる。
【００３６】
図２〜図４に示すように、本例では、気密パネル構成部材である２枚の基板２，３を載置したカーボントレイ２０を４つの処理室を次々と連続的に通過させて処理していくが、カーボントレイ２０の搬送のために、カーボントレイ２０の搬送手段と、この搬送手段によるカーボントレイ２０の搬送を案内するガイド手段が各処理室内に設けられている。
以下、これらの構成について詳述する。
【００３７】
（３）カーボントレイ２０（以下、単にトレイとも呼ぶ）の構造（図５及び図６）
本例で基板の搬送に用いるトレイは従来の金属製と異なりカーボン製である。このカーボントレイ２０は、前記２枚の基板を収納する凹部２１がザグリ加工により上面に開口したカーボン製の矩形の板体を基体としている。該凹部２１は基板２，３の外形に略一致した内形状であるが、本例では矩形の基板２，３の位置決めを考慮してトレイの縦方向（図１において搬送方向である上下方向）について凹部２１の幅は同方向の基板２，３の幅に略一致し、凹部２１の横方向（図１において搬送方向と直行する左右方向）の幅は同方向の基板２，３の幅よりもやや大きく基板２，３の位置決めに余裕がある。また凹部２１の底部は切削加工により高い平面度に仕上げており、基板２，３との密着性が高く熱伝導が良好である。
【００３８】
先に図１を参照して説明したように、同矩形状の上側基板２と下側基板３は、平面視において一対の辺と平行な方向にややずらした状態で位置決め・封着する方が図１に示す気密パネル外に引き出される電極を形成するために望ましい。この位置決めのために上側基板２及び下側基板３のそれぞれについて固定支点と押圧支点が設けられている。すなわち、前記下側基板３の上には、部分的に突起状部分を設けて排気のスペースを確保したスペーサ部材としての機能を持つ封着材４であるシールガラスが載置され、その上に上側基板２が載置されるが、前記凹部２１の縁部には、これら上下２枚の基板（上側基板２及び下側基板３）を、それぞれ位置決めして固定するための支点が設けられている。なお、本例ではシールガラスを基板と独立の部材としたが、いずれかの基板上に予めシールガラスを所定の形状に形成してもよい。
また、本例では突起を有するシールガラス（封着材４）をスペーサ部材として利用したが、別途両基板２，３間にスペーサ部材として板ばね状の弾性部材を挟むこととしてもよい。
【００３９】
下側基板３用の位置決め機構を説明すると、トレイ２０の搬送方向に平行な１対の辺の一方（図５においてトレイ２０の左辺側）には、凹部２１の下部において２個の固定支点２２が設けられている。この固定支点２２は、トレイに形成された溝に設けられて下側基板３の縁辺を支持するように凹部２１内に突出した所定の位置に固定されている。また、この固定支点２２が設けられた縁部とは反対側である他方の縁部（図５においてトレイ２０の右辺側）には、その中央部に１個の押圧支点２３が設けられている。この押圧支点２３は、トレイ２０に形成された溝に沿って凹部２１内に出没可能であり、付勢手段としてのばね２４により下側基板３の反対側の縁辺を押圧して下側基板３を前記固定支点２２に当接させて位置決めすることができる。
【００４０】
上側基板２用の位置決め機構を説明すると、トレイ２０の搬送方向に平行な１対の辺の一方（図５においてトレイ２０の左辺側）には、凹部２１の上部において２個の固定支点２５が設けられている。この固定支点２５は、トレイ２０に形成された溝に沿って凹部２１内に出没可能であり、その後端をねじ等の調整手段２６で押して凹部２１内への突出量を調整し、前記下側の固定支点２２に当接した下側基板３に対する上側基板２の位置を定めることができる。また、この固定支点２５が設けられた縁部とは反対側である他方の縁部（図５においてトレイ２０の右辺側）には、その中央部に１個の押圧支点２７が設けられている。この押圧支点２７は、下側の押圧支点２３と同様の構造であり、上側基板２の反対側の縁辺を押圧して上側基板２を前記固定支点２５に当接させて位置決めすることができる。
【００４１】
また、凹部２１には、トレイ２０の搬送方向に直交する１対の縁部（図５においてトレイの上下両辺）にも、以上説明したものと同様の構造の下側基板３用の固定支点２２及び押圧支点２３、また上側基板２用の調整可能な固定支点２５及び押圧支点２７が設けられている。
【００４２】
以上の構成によれば、図５において、まず下側基板３を凹部２１内に落とし込み、左側と下側の２つの縁辺をそれぞれ固定支点２２に当接させるとともに、一旦後退させた押圧支点２３を開放して反対側の２つの縁辺に当接させれば、下側基板３の位置が決まる。下側基板３の上にシールガラス（封着材４）を載せ、その上に上側基板２を載せて上側基板２用の固定支点２５と押圧支点２７を上側基板２の各縁辺に当接させる。そして、上側基板２用の固定支点２５の調整手段２６を調節し、上側基板２の下側基板３に対する位置を調整する。
【００４３】
本例で採用したカーボントレイ２０は、熱容量が小さく、加熱に対する対応が速く、熱膨張率が小さく、そりや歪が小さく、硬度も高いことから、前記基板２，３のようなガラス等のセラミック材料を加熱する際の保持手段として適している。すなわち、基板２，３の高温での平面性を維持し、精密な位置合せを可能とするものであり、前記カーボンヒータ１７との相乗効果により、高い精度で気密パネル１を製造することができる。
【００４４】
上述したカーボントレイ２０による効果を従来のステンレス製のトレイと比較してさらに説明する。カーボンの比熱は０．８（２５℃）〜１．４５（３００℃）であり、鉄の比熱は０．４（２５℃）〜０．６（３００℃）であり、鉄の比熱はカーボンの約１／２である。しかし、カーボンの比重は１．７５〜１．８０であり、鉄の比重は約７．８であり、鉄の比重はカーボンの約４倍である。従って、同体積の部品に加工した場合の鉄の熱容量はカーボンの約２倍となり、カーボンの方が熱容量が小さいので、鉄よりもカーボンを用いた方が速やかな昇温・降温が可能となる。
【００４５】
また、カーボンの熱伝導率は１６０ｗ／ｍＫ程度であり、鉄の熱伝導率は７２ｗ／ｍＫ程度であり、カーボンの熱伝導率は鉄の約２倍であるため、ガラス基板等のワークを加熱する際に有利である。
【００４６】
（４）搬送手段の構造（図２〜図６、図７及び図８）
本例の製造装置はカーボントレイ２０を各処理室間で連続的に搬送していくための搬送手段を有している。この搬送手段は、図２〜図４に示すように、前記各処理室内に支持ローラ３０を有している。支持ローラ３０は、所定間隔で２列に配置され、前記カーボントレイ２０の下面に同時に４箇所以上で当接し、前記カーボントレイ２０を水平な状態を保持しつつ移動可能に支持することができる。
【００４７】
図５及び図６に示すように、前記カーボントレイ２０の一辺にはステンレス製のラック３１が設けられている。このラック３１は前記カーボントレイ２０の搬送方向について前記カーボントレイ２０よりも長く、その両端は同方向について前記カーボントレイ２０の両端から突出している。
【００４８】
図２〜図４、図７及び図８に示すように、前記各処理室内には前記ラック３１に上側から係合するピニオン３２を備えた駆動機構３３が設けられている。この駆動機構３３は、各処理室内においてロードロック１５に隣接して設けられており、また前記カーボントレイ２０に設けられたラック３１が該トレイ２０の両端から突出する長さに設定されていることから、前記カーボントレイ２０が前記処理室から隣接する前記処理室に移動する際にも、いずれかの処理室内において常にピニオン３２が前記ラック３１に係合した状態が保たれる。従って、基板２，３を載置したカーボントレイ２０は処理室間のロードロック１５に干渉することなく該ロードロック１５を通過でき、カーボントレイ２０は各処理室間で円滑に連続して搬送される。
【００４９】
図７及び図８に示すように、この駆動機構３３は、処理室の外に駆動手段としてのモータ３４を有している。該モータ３４は上向きに設置され、その出力軸は電磁クラッチ３５を介して垂直な駆動軸３６に連結され、該駆動軸３６は処理室の壁部を気密軸受３７を介して貫通し、処理室内に突出している。処理室内に設けられた支持台３８には回動可能な支持軸３９が水平に配置されているが、この水平軸３９の一端にはかさ歯車４０を介して前記駆動軸３６が連動連結されている。そして、支持台３８を貫通した支持軸３９の他端にはアーム４１が揺動可能に取り付けられ、このアーム４１の上端には支持軸３９の一端に固定された中間歯車４２が設けられ、さらに下端にはこの中間歯車４２に噛み合うピニオン３２が設けられている。従って、モータ３４の駆動力は、電磁クラッチ３５、駆動軸３６、かさ歯車４０、支持軸３９、中間歯車４２を介してピニオン３２に伝えられる。
【００５０】
そして、図８では機構を明瞭に示すためにピニオン３２の手前側のアーム４１を省略して示しているが、前記ピニオン３２を保持しているアーム４１の上端と支持台３８との間に付勢手段としてのばね４３が設けられており、図８に示すようにピニオン３２が前記ラック３１に係合してアーム４１が図中白抜きの矢印方向に揺動した位置にある際には、アーム４１の上端は前記ばね４３の図中実線矢印方向に働く弾性力により支持軸３９を中心に回動して引き戻され、これによってアーム４１の下端にある前記ピニオン３２が前記ラック３１に所定の力で確実に係合できるように構成されている。
【００５１】
本例の製造装置で採用したラック３１とピニオン３２による搬送手段は、基板を載せたローラ自体を動する方式に比べて構成部材が少なくて済み、そのため最初の処理室である焼成室１１内の熱容量を低減できるので、前記カーボンヒータ１７及び前記カーボントレイ２０との相乗効果により、同室内での昇温を一層容易にすることができる。
【００５２】
（５）ガイド手段の構造（図９〜図１１）
図２〜図４及び図９〜図１１に示すように、各処理室内には、前記カーボントレイ２０の蛇行を防止して搬送方向に案内するためのガイド手段５０が設けられている。各処理室の底部には垂直な回転軸５１が固定され、回転軸５１の上端にはベアリング５２が回動自在に設けられている。この回転軸５１に保持されたベアリング５２は複数あり、所定間隔をおいて搬送方向に沿って２列で配置されている。また、トレイ２０の下面には、前記ラック３１と平行でかつトレイ２０の下面に垂直となるように、トレイ２０の搬送方向の寸法よりやや短いガイド板５３が設けられている。２列のベアリング５２，５２がトレイ２０のガイド板５３を挟むことで搬送時のトレイ２０の蛇行が防止され、トレイ２０は前記搬送手段により所定方向に安定して搬送される。
【００５３】
（６）気密パネル製造装置１０による気密パネル１の製造工程（図１２）
次に、以上説明した本例の気密パネル製造装置１０における気密パネル１の製造手順について説明する。各処理室での工程においては、必要に応じてロードロック１５を閉止して排気手段１６を作動させることにより各処理室ごとに所望の真空度を達成・保持し、必要に応じてカーボンヒータ１７又は温度調整手段を用いて各処理室ごとに基板２，３の所望の温度を達成し、処理室から処理室へとトレイ２０を移動する際には前述したガイド手段５０と搬送手段を用いる。
【００５４】
１）基板のセット
図５及び図６に示すように、陽極基板２と陰極基板３を前記カーボントレイ２０の凹部２１内に入れ、互いに所定の位置関係となるように調整して位置を仮固定し、本製造装置１０の焼成室１１に投入する。
【００５５】
２）焼成工程（図１２のＡ）
焼成室１１において、大気焼成、特定雰囲気焼成、真空焼成の過程を経てカーボンヒータ１７により迅速かつ安定した昇温を行い、３００〜４００℃まで加熱して焼成する。
本例によれば、カーボンヒータ１７を用いるとともに、加熱される基板２，３をカーボントレイ２０で支持しているので、従来のステンレス製治具を用いた場合には室温から３５０℃まで昇温するのに３５分要していたのに対し、約１５分で同温度まで昇温可能となり、工程時間の大幅な短縮が図れた。
【００５６】
３）焼成工程（図１２のＢ）
真空焼成室１２において、さらに温度調整手段で４００〜５００℃まで加熱し、最終封止シール部分も含めた脱ガスを行う。
【００５７】
４）封止工程（図１２のＣ）
封止室１３において、温度を３００〜４００℃まで戻し、同室内にある図示しない封止操作手段によって陰極基板３と陽極基板２のシール部分（封着材４）を加圧溶融して封止した後、直ちに冷却してシール部分を固化し陰極基板３と陽極基板２を固着させる。
【００５８】
５）冷却工程（図１２のＤ）
冷却室１４において、温度を室温近くまで下げた後、本装置１０から外に取り出す。
【００５９】
６）ゲッター活性化工程
その後、パネル内にあるゲッターの活性化を行い、パネル内の真空度をさらに高める。
【００６０】
７）切り出し工程
封止された２枚の基板を所定のパネル形状に切り出して製品としての気密パネルとし、又は多連取りの場合は一体とされている２枚の基板を各単位パネルごとに切り出して個々の気密パネルに分離する。
【００６１】
以上説明した実施の形態では、複数の処理室の中で、少なくとも最初の焼成段階である焼成室１１に設けられるヒータのみをカーボン製とし、その他の室にある加熱手段乃至温度調整手段は従来の構成としたが、これらをもカーボン製としてもよい。
【００６２】
以上説明したように、本例によれば、加熱手段とトレイをカーボン製とし、構成部品の少ないラックピニオンの搬送手段を採用したので、装置全体としての熱容量が小さく、特に加熱初期における基板の昇温を速め、更に冷却工程の冷却時間を短縮することができ、さらに搬送手段の機構が確実で複数の処理室間をロードロックに干渉せずに滞りなく円滑に搬送できるため、これらの相乗効果により加熱等の処理時間を含めた全体の処理時間を大幅に短縮できる。さらに構造の単純化により発塵の可能性を低減できるので、インライン生産において、真空パネルやガス充填パネル等の高性能な気密パネルを上述したような短時間で効率よく量産することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、本例の気密パネル製造装置で製造される気密パネルの一例である電界放出表示パネル（冷陰極である電界放出素子を電子源として実装したパネル表示装置）を示す図であり、分図（ａ）は平面図、分図（ｂ）は分図（ａ）のｂ−ｂ切断線における断面図である。
【図２】図２は本例の気密パネル製造装置の平面図である。
【図３】図３は本例の気密パネル製造装置の正面図である。
【図４】図４は本例の気密パネル製造装置の右側面図である。
【図５】図５は本例の気密パネル製造装置のカーボントレイの平面図である。
【図６】図６は図５のＤ−Ｄ切断線における断面図である。
【図７】図７は本例の気密パネル製造装置におけるカーボントレイの搬送手段の要部を示す断面図である。
【図８】図８は図７における矢視Ｃ図である。
【図９】図９は本例の気密パネル製造装置におけるカーボントレイのガイド手段を示す平面図である。
【図１０】図１０は本例の気密パネル製造装置におけるカーボントレイのガイド手段を示す正面図である。
【図１１】図１１は本例の気密パネル製造装置におけるカーボントレイのガイド手段を示す右側面図である。
【図１２】図１２は、本例の気密パネル製造装置の全体構成を示す模式図及び製造工程における昇温の状態を上記模式図に対応させて示した図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  気密パネル
２  パネル構成材料としての基板（陽極基板、上側基板）
３  パネル構成材料としての基板（陰極基板、下側基板）
１０  気密パネル製造装置
１１  処理室としての焼成室
１２  処理室としての真空焼成室
１３  処理室としての封止室
１４  処理室としての冷却室
１７  加熱手段としてのカーボンヒータ
２０  カーボントレイ
２１  凹部
２２  固定支点
２３  押圧支点
２４  付勢手段としてのばね
２５  固定支点
２６  調整手段
２７  押圧支点
３０  搬送手段を構成する支持ローラ
３１  搬送手段を構成するラック
３２  搬送手段を構成するピニオン
３３  搬送手段を構成する駆動機構
３４  搬送手段の駆動手段としてのモータ
４３  ピニオンの付勢手段としてのばね
５０  ガイド手段
５１  ガイド手段を構成する回転軸
５２  ガイド手段を構成するベアリング
５３  ガイド手段を構成するガイド板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006017347.tif 000011
【図１０】
2006017347.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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